Pengaruh Suhu Pirolisis Terhadap Kadar Senyawa Fenolik dari Asap Cair Cangkang Sawit dan Karakterisasinya Menggunakan Kromatografi Gas Spektrometri Massa (GC-MS)
PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP KADAR SENYAWA
FENOLIK DARI ASAP CAIR CANGKANG SAWIT
DAN KARAKTERISASINYA MENGGUNAKAN
KROMATOGRAFI GAS SPEKTROMETRI
MASSA (GC-MS)
SKRIPSI
SRI SEPADANY BR. PANJAITAN
110822017
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP KADAR SENYAWA FENOLIK
DARI ASAP CAIR CANGKANG SAWIT DAN KARAKTERISASINYA
MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS
SPEKTROMETRI MASSA (GC-MS)
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana
SainsSRI SEPADANY BR. PANJAITAN
110822017
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013 i
PERSETUJUAN
Judul : Pengaruh Suhu Pirolisis Terhadap Kadar Senyawa Fenolik dari Asap Cair Cangkang Sawit dan Karakterisasinya Menggunakan Kromatografi Gas Spektrometri Massa (GC-MS)
Kategori : Skripsi Nama : Sri Sepadany Br. Panjaitan NIM : 110822017 Program Studi : Sarjana (S1) Ekstensi Kimia Departemen : Kimia Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
Utara Disetujui di Medan, Juni 2013
Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph. D Prof. Dr. Tamrin, M. Sc NIP. 195204181980021001 NIP. 196007041989031003 Diketahui/Disetujui Oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 195408301985032001 ii
PERNYATAAN
PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP SENYAWA KADAR FENOLIK
DARI ASAP CAIR CANGKANG SAWIT DAN KARAKTERISASINYA
MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS
SPEKTROMETRI MASSA (GCMS)
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2013 SRI SEPADANY BR. PANJAITAN 110822017 iii
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirobbil’alamiin… Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT Yang Maha Esa, atas
Karunia dan RahmatNya Penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan program Sarjana (S1) Kimia di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Dengan rasa hormat Penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. Tamrin, M.Sc. dan Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph. D. selaku pembimbing pada penyelesaian skripsi ini yang telah memberikan bimbingan dan meluangkan waktu serta pikirannya dalam memberikan petunjuk dan saran untuk menyempurnakan skripsi ini. Juga tak lupa mengucapkan terima kasih secara khusus kepada Dekan FMIPA USU, Bapak Prof. Dr. Sutarman, M. Sc. Ketua Departemen Kimia FMIPA USU, Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS, kepada Ibu Cut Fatimah Zuhra dan Ibu Yugia Muis selaku anggota penguji dalam Seminar Hasil dan Sidang, kepada seluruh dosen di Departemen Kimia FMIPA USU, staf dan pegawai di FMIPA USU, kepada asisten dan Laboran Laboratorium Kimia Polimer FMIPA USU, kepada yang terkasih Dwi Fadly, rekan-rekan kuliah, khususnya Tami, Dinna, dukungan kalian sangat berharga buat Penulis, kepada CV. Warna Warni Musik yang memberikan banyak ijin waktu dan materil kepada Penulis untuk melaksanakan penelitian dalam waktu kerja, dan kepada semua pihak yang telah membantu Penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu, serta ribuan terima kasih kepada kedua Orang Tua Penulis. Tanpa mereka Penulis tidak dapat sampai pada saat ini.
Semoga Allah SWT melimpahkan Karunia dan RahmatNya, dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan kita semua.
Medan, Juni 2013 SRI SEPADANY BR. PANJAITAN iv
PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP KADAR SENYAWA FENOLIK
DARI ASAP CAIR CANGKANG SAWIT DAN KARAKTERISASINYA
MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS
SPEKTROMETRI MASSA (GC-MS)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pengaruh suhu pirolisis terhadap kadar senyawa fenolik
o
dari asap cair cangkang sawit dan karakterisasinya pada suhu 600 – 950 C dengan
o
interval suhu ± 50 C menggunakan Kromatografi Gas Spektrometri Massa (GC-MS) dan Infra Merah Transformasi Fourier (FTIR). Asap cair cangkang sawit diperoleh melalui proses pirolisis, destilasi, kemudian dianalisa senyawa fenoliknya dengan GC- MS dan FTIR. Hasil analisa menunjukkan adanya kandungan fenol yang dengan seiring bertambahnya suhu maka kandungan fenol pun semakin berkurang.
Kata Kunci : Cangkang Sawit, Pirolisis, Asap Cair, Senyawa Fenolik. v
THE TEMPERATURE EFFECT OF PYROLISIS ON CONCENTRATION OF
PHENOLIC COMPOUNDS FROM PALM OIL SHELL SMOKE LIQUID AND
THE CHARACTERIZATION USING GAS CHROMATOGRAPHY MASS
ABSTRACT
The temperature effect of pyrolisis on concentration of phenolic compounds from oil
o o
shell smoke liquid and the characterization at 600 – 950 C with interval about 50 C using Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS) and Fourier Transform Infra Red (FTIR) has been done. Oil shell smoke liquid obtained through pyrolysis and distillation, then analyzed by GC-MS and FTIR. The results showed that palm oil shell produced smoke liquid and shows that the phenolic compound that with was increasing temprature, the phenolic compound was decreasing.
Keywords : Palm Shell, Pyrolisis, Liquid Smoke, Phenolic Compound. vi
DAFTAR ISI
HalamanPersetujuan i
Pernyataan ii
Penghargaan iii
Abstrak iv
Abstract v
Daftar Isi vi
Daftar Gambar viii
Daftar Tabel ix
Daftar Lampiran x
BAB 1. Pendahuluan 1 1.1.
1 Latar Belakang 1.2.
3 Permasalahan 1.3.
3 Pembatasan Masalah 1.4.
3 Tujuan Penelitian 1.5.
3 Manfaat Penelitian 1.6.
4 Metodologi Penelitian 1.7.
4 Lokasi Penelitian
BAB 2. Tinjauan Pustaka
5
2.1. Cangkang Sawit
5
2.1.1. Asap Cair
6
2.1.2. Komposisi Penyusun Asap Cair
13
2.2. Senyawa Fenolik
15
2.3. Manfaat Asap Cair
17
2.4. Jenis Asap Cair
18
2.5. Reaktor Pirolisa
19 vii
2.5.1. Pemurnian Asap Cair
20 BAB 3. Metode Penelitian
22
3.1. Alat dan Bahan
22
3.1.1. Alat-alat Penelitian
22
3.1.2. Bahan-bahan Penelitian
22
3.2. Tahap Penelitian
22
3.2.1. Penyediaan Bahan Baku
22
3.2.2. Pembuatan Asap Cair Cangkang Sawit
23
3.2.3. Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Menggunakan FTIR
23
3.2.4. Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Menggunakan GCMS
23
3.3. Skema Pengambilan Data
24
3.3.1. Penyediaan Bahan Baku
24
3.3.2. Pembuatan Asap Cair Cangkang Sawit
24 BAB 4. Hasil dan Pembahasan
25
4.1. Hasil Penelitian
25
4.2. Pembahasan
32
4.2.1. Analisa Kandungan Senyawa pada Asap Cair Cangkang Sawit menggunakan GCMS
32
4.2.2. Analisa Kandungan Senyawa pada Asap Cair Cangkang Sawit menggunakan FTIR
36 BAB 5. Kesimpulan dan Saran
37
5.1. Kesimpulan
37
5.2. Saran
37 DAFTAR PUSTAKA
39 LAMPIRAN
41
DAFTAR GAMBAR
C
31
C
o
30 Gambar 4.6. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±900
C
o
29 Gambar 4.5. Data Spektra Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±900
C
o
28 Gambar 4.4. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±750
o
Halaman
27 Gambar 4.3. Data Spektra Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±750
C
o
26 Gambar 4.2. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±600
C
o
12 Gambar 4.1. Data Spektra Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±600
11 Gambar 2.4. Mekanisme Pirolisis Lignin dari Kayu Keras
10 Gambar 2.3. Mekanisme Pirolisis Lignin dari Kayu Lunak
10 Gambar 2.2. Struktur Lignin
Gambar 2.1. Contoh Senyawa Fenolik yang Terdapat didalam Asap Cairviii
DAFTAR TABEL
34 Tabel 4.4. Senyawa Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Suhu ±750
35
C
o
35 Tabel 4.5. Senyawa Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Suhu ±900
C
o
C
Halaman
o
33 Tabel 4.3. Senyawa Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Suhu ±600
25 Tabel 4.2. Kandungan Terbesar Asam Asetat dan Fenol pada Asap Cair Cangkang Sawit pada Masing-masing Suhu
15 Tabel 4.1. Volume Asap Cair dari Cangkang Sawit pada Berbagai Suhu
8 Tabel 2.2. Senyawa Penyusun Asap Cair yang dipisah Berdasarkan Titik Didihnya
Karbonisasi Kayu
Tabel 2.1. Komposisi Rata-rata Total Gas yang dihasilkan pada Prosesix